pruebas de formacion

CONCEPTO: Un DST es un procedimiento para realizar pruebas en la

formación a través de la tubería de perforación, el cual permite registrar la presión y temperatura de fondo y evaluar parámetros fundamentales para la caracterización adecuada del yacimiento. También se obtienen muestras de los fluidos presentes a condiciones de superficie, fondo y a diferentes profundidades para la determinación de sus propiedades; dicha información se cuantifica y se utiliza en diferentes estudios para minimizar el daño ocasionado por el fluido de perforación a pozos exploratorios o de avanzada, aunque también pueden realizarse en pozos de desarrollo para estimación de reservas.

Drill StemTest (DST)

OBJETIVO: A medida que la perforación de un pozo progresa es esencial conocer y asegurarse de la presencia de fluidos en las formaciones que se atraviesan y por otra parte tener una idea lo mas precisa del caudal potencial de los almacenes y su presión estática.

La presencia de petróleo o gas en un horizonte, durante la perforación, puede dar lugar a distintas actuaciones que afectan a marcha del pozo, como:

Tomar testigo

Controlar las propiedades del lodo de perforación

Entubar

DST

Dado que las SPE, testigos, etc. no dan una idea precisa de las características de los fluidos encerrados en la formación atravesada, la puesta en producción de esta, (DST), durante un periodo corto de tiempo a través de la varillas del tren de perforación es la operación mas conveniente por su rapidez y economía.


El fin de un DST es permitir fluir a los fluidos contenidos en la formación ensayada hacia las varillas de perforación y de estas a superficie en un periodo de tiempo corto y poder con ello determinar la naturaleza de los fluidos contenidos en el almacén y las características esenciales del mismo, en condiciones dinámicas:

Naturaleza de los fluidos de formación

Productividad

Permeabilidad del almacén

Presión y temperatura de la formación

La ventaja de estos ensayos es:

Evaluación del pozo rápida

No se necesitan medios convencionales de puesta en producción largos y caros

Conocimiento anticipado del proceso de producción que mejor se adaptara a la producción final

Drill StemTest (DST)DST en fase exploratoria:

Probar la presencia de hidrocarburos

Determinar el tipo de fluido en el almacén, presión, temperatura, permeabilidad,daño en la formación, índice de productividad, heterogeneidades.

DST en pozos appraisal:

Confirmar la existencia de almacén y la presencia de hidrocarburos

Muestreo selectivo de los fluidos presentes en el almacén, permeabilidad,daño, IP, heterogeneidades,fallas, barreras, mecanismos de producción, etc.

DST en desarrollo y explotación:

Confirmar permeabilidad, índice de producción, evaluar la eficacia de la completación, comprobar con el paso del tiempo la productividad del pozo, el daño y la presión


TIPOS DE DST:

Clásico: mide la presión existente en una formación atravesada por un pozo y permite fluir de ella los fluidos que contiene en un periodo de tiempo corto.

MFE ( Multi Flow Evaluator) permite realizar varios cierres y aperturas en curso del ensayo

Interferencia: la presión de una formación reconocida por un pozo determinado se mide desde un pozo distinto llamado pozo de observación, a fin de ver la influencia de este en el pozo observado.

Formation Interval Test: mide la presión en un punto de la formación y permite, a su vez, obtener una muestra de fluido de la formación, en el curso de los registros de digrafías eléctricas.


Cuando se procede a realizar un DST durante la perforación ?

Cuando hay indicios en los “cuttings”

Avances rápidos indicando zonas de posible porosidad

Testigo impregnado de hidrocarburos

Presencia de petróleo o gas en el lodo de perforación

Perdidas o ganancias de lodo

Examen de SPE

Ensayos sistemáticos

Drill StemTest (DST)METODOS GENERALES DE ENSAYOS:

En pozo entubado, a través de perforaciones

En pozo abierto

Bajando a medida que se avanza en la perforación

Ventajas:

Rapidez y economía en cuanto a la duración del ensayo

Contaminación mínima de la formación

Seguridad de origen de los fluidos

Evaluación de las capas a medida que se encuentran

Inconvenientes:

-Relantización de la perforación

-Posibilidad de instrumentación y posible abandono del pozo

-Duración de la prueba necesariamente corta con la posibilidad de no tener resultados totalmente satisfactorios


METODOS GENERALES DE ENSAYOS (Cont.)

Subiendo, después de acabada la perforación y después de entubación:

Ventajas:

Alcanzar la profundidad final prevista

No limitación de la duración de la prueba

Posibilidad de estimulación

Inconvenientes:

Precio más elevado

Interferencia de diferentes capas productoras

Straddle test:

Este tipo de ensayo consiste en probar una capa aislándola mediante el uso de dos “packer” situándoles al techo y base de la capa.

Drill StemTest (DST)PREPARACION DEL DST:

Debe evitarse.

Perdidas de tiempo

Resultados poco interpretables

Instrumentaciones

El programa se establece en función de los niveles encontrados y las características de estos. Su realización exige la colaboración del:

geólogo de subsuelo

Marca los horizontes a ensayar y fija su posición

Productor

Establece los tiempos de registros e interpreta los resultados

Perforador

Decide si la prueba es realizable según estado del pozo

Decide condiciones de realización por seguridad

Garantiza la buena ejecución de la prueba


CONSIDERACIONES ANTES DE UN DST:

Características geológicas de la formación a ensayar (cotas, nivel estratigráfico,indicios,etc.)

Características técnicas del pozo (profundidad final,entubaciones, tipo de lodo,etc.)

Razones para realizar o no el ensayo

Elección del método (en pozo abierto, straddle packer test,anclado en tubería,etc.)

Profundidad máxima

Altura a testar. Limite máximo según calidad de los terrenos del pozo y mínimo necesario para poder disponer los registros y válvulas bajo el “packer”

Elección de la zona de anclaje del “packer”

Drill StemTest (DST)PRICIPIO DE LA OPERACIÓN:

Durante la perforación el lodo, entre otros, tiene los fines de:

Evitar caídas de las paredes del pozo

Evitar venidas de los fluidos contenidos en las formaciones atravesadas por el pozo

El DST permite:

La comunicación directa entre la zona ensayada y las varillas de perforación

La disminución de la presión ejercida por el lodo contra la formación y el desplazamiento de sus fluidos hacia el pozo

Mantener la presión del lodo sobre las formaciones no ensayadas evitando su desmoronamiento

Un DST en pozo abierto (OH) se podría considerar como una completación temporal.

Drill StemTest (DST)¿Cómo debe ser la columna para poder realizar un DST?

Llevar en su parte inferior una válvula “tester valve” dirigida desde superficie.Se baja cerrada.

Llevar una pieza de estanqueidad “packer”. Se sitúa al techo de la zona a ensayar. Divide al pozo entres zonas de presión diferente cuando se ancla.

El interior de las varillas estan vacías o con un “colchon” de fluido

El espacio anular encima del “packer” a la presión hidrostática dada por el lodo

El espacio sub “packer”

La comunicación entre formación ensayada y varillas se hace al abrir la “tester valve”. La formación entonces se descomprime bruscamente, esta descompresión permite y favorece el descolmatado de la formación y el flujo de fluidos hacia las varillas, si los tiene la formación.

Una vez tomadas las muestras de los fluidos producidos se cierra la “tester valve” y se mide la presión de formación.

Una vez acabado el DST se procede al arranque del “packer”y subida de la “sarta”

Drill StemTest (DST) DST

DESCRIPCION DE UNA “SARTA” DE DST:

-Zapata de anclaje

-registros de presión de fondo

-Varillas perforadas, para permitir la entrada de fluidos

-“Packer”

-Junta de seguridad “safety joint”. Permite en caso de acuñamiento del “packer” soltar la “sarta” y subir con todos los útiles sin “packer”

- Una herramienta “jar”destinado a facilitar el arranque del “packer” en caso de agarre.

- Válvula de igualación la cual permite igualar las presiones de una parte y otra del “packer” para facilitar su arranque.

- “Tester valve”

- Un registro de presión en las varillas.

- Válvula de cierre que se desciende abierta y se puede cerrar en curso del ensayo


DESCRIPCION DE UNA “SARTA” DE DST (Cont.):

- Una “dusa” calibrada para control del caudal de la formación

- Una válvula de apertura del tester

- Válvula de circulación inversa que permita comunicar el espacio anular con el interior de las varillas por encima de la válvula de cierre, que permite la recogida de los fluidos producidos y retenidos dentro de las varillas.

- Tren de varillas (DC y DP)

- Cabeza de control debajo de la mesa de rotación

-Instalaciones de superficie: Separadores, antorcha


ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO:

1.- Descenso del tren de test

2.-Anclado de “packer”, el peso necesario dado por la “sarta” cierra la válvula de igualación y abre la válvula de retención. La capa fluye en las varillas hasta la válvula de cierre/apertura. La presión puede alcanzar la de formación si se mantiene tiempo suficiente.

3.- Periodo de flujo. Se abre la válvula de apertura. La formación fluye por las varillas.

4.- Toma de presión final.Se cierra la válvula de cierre.

5.- Apertura de la válvula de igualación. Se igualan presiones a un lado y otro del “parker”

6.- Desanclado del “packer

7.- Abrir la válvula de circulación. Recogida de fluidos por circulación inversa

8.- Subir el tren de test

Drill StemTest (DST)Ejemplo de Packer

Drill StemTest (DST)Multi-flow Evaluator, MFE


TAMPON:

De agua u otro fluido, su función es:

Contrarresta las presiones existentes durante el anclaje y la posterior puesta en producción

Diminuye el peso de apoyo sobre la columna de test.

Disminuye las perturbaciones de las interfases de los fluidos en los periodos de flujo

Diminuye el riesgo de aplastamiento de las varillas

Su inconveniente es que la presión que ejerce dificulte en la producción de la capa si su presión es baja.


INFORMACION DE LOS FLUIDOS:

Si fluye en superficie

Se toman medidas de caudal con distintos “choke” (diámetros de producción)

Se determina la relación gas/petróleo y agua al pasar por el separador de superficie.

Si no fluye

Estudiar los fluidos recogidos en las varillas

La cámara de muestra (Sampler recovery), permite tomar una muestra de fluidos del fondo del pozo (2750 cc), al final del flujo. La muestra se sube a superficie en las condiciones de presión y temperatura de donde se tomo y ello permite determinar:

Relación gas/petróleo, Densidad, Temperatura del almacén, Presión del almacén, etc.

Drill StemTest (DST)PREVISIONES EN EL DESARROLLO DE LA PRUEBA:

1.- Duración de los tiempos de flujo

OH (pozo abierto) en función estabilidad del pozo

Con Casing no hay tiempo limitativo por la estabilidad del pozo

2.- Duración de las tomas de presión

La toma de presión se suele hacer:

Antes del primer flujo, mide la presión inicial

Después del primer flujo se mide la presión virgen de la formación (PV)

Después de cada periodo de flujo siguiente, se registra la subida de presión a fin de calcular la presión estática de la formación ensayada (PF)

La presión sube en función de la permeabilidad de la formación testada.

El tiempo normalmente empleado para la medida de las presiones suele ser de 20 a 40 minutos.

La duración de un DST esta ligada al estado del pozo

Drill StemTest (DST)Formation Intreval Tester. FIT


El método permite.

1.- Determinar la presión del almacén

2.- Determinar el daño de formación

3.- Calcular los parámetros del almacén

4.- Tener una muestra no contaminada de los fluidos de formación

5.- Determinación del GOR

6.- Detección de producción de agua


Al inicio del DST las variaciones de la presión registrada refleja las propiedades del almacén alrededor del pozo. Pero a medida que aumenta la duración de la prueba es posible investigar regiones mas lejanas del almacén.

Durante y después del DST es posible determinar parámetros como:

Transmisibilidad

La permeabilidad efectiva del almacén

El daño “Estimated Damage Ratio” (EDR)

La altura potenciometrica

El Indice de Productividad

Heterogeneidades del almacén

Barreras de permeabilidad


Producción de agua

Un problema importante cuando en un DST se recupera agua es determinar si dicho agua procede de la zona ensayada o no. El análisis de muestra de fondo extraída en DST nos permite precisar si dicha agua es de filtrado o de formación o proviene de otra fuente cualquiera. Es muy frecuente que se recupere agua en el DP y no en la cámara de muestra, en este caso es muy probable que la formación no produzca agua.

Es entonces cuando la muestra recogida en la cámara de muestreo ayuda a discernir sobre el origen de las “otras” aguas que han podido ser recuperadas, por ser esta última una muestra no contaminada

Los datos suministrados directamente por el Datos del DST son:

Caudal en superficie Q (BBl/dia)

Muestra de fondo (GOR, API, Viscosidad)

Presencia de agua (Determinación de la salinidad y Resistividad, % de agua)

Valores de la presión inicial y final de los periodos de flujo

Presión máxima del almacén presión Virgen estabilizada o extrapolada (*)

Temperatura del almacén

Valor de la pendiente de subida de presión en un diagrama P, log (T+t) / t

(*) El método de Horner es adecuado para la determinación de la subida de presión (buildup)

O sea el plot Pf & log (T+t)/t donde T es la suma de todos los tiempos de flujo precedentes al builup que va a ser estudiado



t Tv+t Tv+t/t PV(Kg/cm2) t T+t1 T+t1/t1Pu(Kg/cm2

Tv= 2 T=18

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

5

8

11

14

17

20

23

26

29

32

1,667

1,333

1,222

1,160

1,130

1,110

1,090

1,080

1,070

1,060

155,90

159,79

161,18

161,53

162,85

163,34

163,69

166,89

164,10

164,31

PV= P0-162,6 QuBkh

Log (Tv+t/t)

1

2

3

18

19

20

19

10

31,23

113,51

129,22


Log (T+t)/t

Pve

(kg/

cm2)

Presión Pv extrapolada

Pve


CALCULOS POR BUILDUP

Transmisibilidad

162,6 Q / M

Permeabilidad, k

545 u B / h

Estimated Damage Ratio, EDR

( Po- Pf) / M (log T +2,65)

Productivity Index, PI

Q / (Po- Pf)

DATOS DE PARTIDA

Po= Presión almacén psi

Pf= Presión final flujo psi

M= PSI/ciclo

u= Viscosidad (cp)

k= Permeabilidad (md)

h=Altura almacén probado en pies

B= Factor Volumetrico

BHT= ºF

Q= Caudal BBL/día

T=Tiempo de flujo anterior al buildup

Drill StemTest (DST)Po

M1

La variación en pendiente de la linea P, log (T+0) / 0

indica heterogeneidades o discontinuidades en el

almacén

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